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中国是世界上最大的纺织品及服装生产和出口国,纺织业可持续发展对纺织服装产品出口的持续稳定增长至关重要。纺织生产特别是染整加工对环境产生的污染是现代纺织亟待解决的问题。本文研究了兔毛角蛋白粉末对染液中阴离子染料的吸附行为及其对染色废水的脱色处理效果。
课题研究内容如下:
1)探讨兔毛角蛋白的制备工艺。采用蛋白酶减量和金属盐(ZnCl2)溶胀处理相结合的方法,提高了兔毛角蛋白提取和制备的效率。确定氯化锌最佳用量,并获得了经济可行的角蛋白提取方法。
2)研究了兔毛的溶解过程。在兔毛的溶解过程中,间隔相同时间取样,利用扫描电镜观察样品的微观形态。发现兔毛在溶解过程中,鳞片层首先被破坏,随着溶解的进行,纤维内部发生溶胀直至溶解。蛋白酶对兔毛鳞片层的刻蚀作用,有利于ZnC12进入纤维内部,明显缩短兔毛的溶解时间。
3)兔毛角蛋白性质的表征。通过SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法测量兔毛角蛋白的分子量,发现本研究得到的兔毛角蛋白的分子量在14.4~35.0kD之间,属于低分子量角蛋白。运用扫描电镜观察角蛋白粉末的微观形态,发现其呈无规则颗粒状。红外光谱和X光衍射分析显示,与原纤维相比,金属盐法溶解得到的角蛋白粉末结晶度降低,纤维大分子的有序排列减少,无序排列增加。
4)研究了兔毛角蛋白粉末对阴离子型染料溶液的脱色能力,分析pH值和角蛋白粉末用量、渗透剂JFC及电解质NaCl等因素对兔毛角蛋白粉末脱色性能的影响,得出最佳脱色工艺。在优化的条件下,利用兔毛角蛋白粉末处理实验室的染色废水和企业的染色废水,发现角蛋白粉末对染色废水有很好的脱色作用。
5)绘制了兔毛角蛋白粉末对阴离子型染料的吸附等温线。通过绘制和研究角蛋白粉末对染料的吸附等温线,分析了兔毛角蛋白粉末对染料的吸附机理。认为角蛋白粉末对染料的吸附过程比较复杂,在酸性条件下,角蛋白粉末与阴离子染料存在库伦引力,染料被定位吸附在角蛋白粉末上。此外,角蛋白粉末与染料还存在范德华力和氢键的作用,可以形成多层吸附。